طراحی پیچ و مهره ها/مراحل طراحی اتصالات پیچی
طراحی اتصالات پیچی- طراحی پیچ و مهره
قطعات پیچی تقریبا در تمام ماشین آلات به کار می روند. بنابراین طراحی مهندسی اتصالات پیچی، یکی از مهم ترین زمینه های مهندسی و فن آوری محسوب می شود، زیرا قابلیت اطمینان ماشین آلات وابسته به آن خواهد بود. پیچ یکی از استانداردترین قطعات صنعتی است، زیرا یکی از پر استفاده ترین آنها می باشد.
به همین دلیل جدولهای متعددی از اتصالات آلنی شش گوش ، مهره ها و واشرها، طبق استانداردهای مختلف نظیر ISO و ISل تهیه شده است. و می توان اینگونه قطعات را مطابق با نیاز طراحی و براساس ابعاد، فرم و کلاس استحکامی از روی این جدولها انتخاب نمود. انتخاب یک پیچ یا مهره با استفاده از اینگونه جدولها کار آسانی است.
در طراحی عملی ماشین آلات، معمولا انتخاب پیچها و دیگر قطعات وابسته به آنها بر اساس تجربه و شم مهندسی طراح، مقایسه با محصولات مشابه، مقایسه با محصولات قدیمی تر و یا تقلید از یک محصول مشابه با مارک معروف انجام می شود.
ولی اگر پیچ ها براساس اینگونه معیارها انتخاب شوند، نمی توان پیش بینی کرد که آیا به هنگام به کار گیری محصول، اشکالی ایجاد می شود یا خیر. همچنین نمی توان مطمئن بود که آیا اتصال پیچی دارای ضریب اطمینان کافی است یا خیر.
یوبولت چیست؟
این مدل از بست نوعی بولت دوسر رزوه می باشد که از وسط دو رزوه خم و به شکل یو حالت دهی شده است. یوبولت ها ازانواع بولت ها میباشند که به عنوان متعلقات اتصال در صنایع مختلف از آنها استفاده می شود.
طراحی اتصالات پیچی
به طور خلاصه طی این مراحل طراحی اتصالات پیچی لازم می باشد
- ابتدا باید به طور روشن، تنش های مختلف وارد بر اتصال را در کلیه شرایط کار ماشین تعیین کرد.
- سپس باید خصوصیات موردنیاز قطعات پیچی را با آنالیز مکانیکی سیستم مشخص نمود، به طوری که از هر گونه مشکلی جلوگیری شود.
- در نهایت باید براساس نتایج تحلیل ها و محاسبات قبلی، قطعات پیچی مناسب را انتخاب کرد.
مهم ترین و اصلی ترین مرحله، تعیین دقیق تنش های (بارهای مکانیکی، حرارت، تنشهای ناشی از خوردگی و…) وارد بر اتصال پیچی است.
البته همانطور که گفته شد این کار معمولا به دقت انجام نمی شود. اگر تنشهای وارده با دقت و به روشنی معلوم نشوند، اطلاعات کافی برای بررسیهای استحکامی و تعیین قابلیت اطمینان در دست نخواهد بود و عملا روند طراحی مختل می شود.
در این شرایط نمی توان به کیفیت بالای محصول به هنگام کار اطمینان داشت. اگر احتمال عملکرد نادرستی وجود دارد، باید مشخصات سیستم را به گونه ای تعیین کرد تا از تمام عملکردهای نادرست احتمالی جلوگیری شود.
برای این کار، لازم است کلیه عملکردهای نادرست که امکان بروز آنها وجود دارد را لیست کرده و هریک از آنها را بررسی نمود تا از وقوع آنها جلوگیری شود. کلیه بررسیها باید بدون هرگونه اغماض و اشتباه انجام شوند. محاسبات مکانیکی نیز، با اینکه از نظر همگان کاری مهم و ضروری به شمار می رود،معذلک عملا این قسمت از بررسی را به خوبی انجام نمیدهند . ولی برای داشتن یک اتصال پیچی مطمئن و اقتصادی ،باید کلیه این مراحل به خوبی اجرا گردند.
محاسبه و طراحی بر اساس استاندارد اتصالات رزوه ای
پس از انجام دقیق بررسی های فوق، مشخصات عملیاتی قطعات پیچی (بولت چشمی و گوشواره ای)، با توجه به شرایط کاری و محیطی تعیین خواهد شد. بدین ترتیب مشخصاتی نظیر حداقل تنش کششی پیچ، حداقل استحکام، حداقل ابعاد و جنس آنها مشخص می گردد.
حال با توجه به مشخصات به دست آمده، می توان به جدولهای استاندارد پیچ و مهره ها مراجعه کرد و پیچی با ابعاد، فرم و استحکام موردنیاز را انتخاب نمود. البته احتمالا مشخصات دقیق محاسبه شده را نمی توان عینا در این جدول ها پیدا کرد و به ناچار باید نزدیک ترین پیچی که مشخصات آن برتر از مشخصات محاسبه شده است انتخاب کرده و استفاده نمود.
در این وضعیت، طراح باید تصمیم بگیرد که آیا بهتر است پیچ یا قطعات پیج با مشخصات دقیق محاسبه شده را ساخت و یا از قطعات پیچی استاندارد که مشخصات آنها برابر یا برتر از قطعات محاسبه شده است، استفاده کرد.
در این تصمیم گیری، هم باید جنبه های فنی و هم جنبه های اقتصادی را در نظر گرفت. معمولا طراحان که محاسبات دقیقی در این زمینه انجام می دهند، میل دارند قطعات پیچی که دقیقا با مشخصات محاسبه شده انطباق دارند را به کار ببرند.
ولی تجربه نشان میدهد که استفاده از قطعات استاندارد کولیس در اغلب موارد ارجحیت دارد.
طراحی باید به مشخصاتی منجر شود که به هنگام به کارگیری محصول طراحی شده، مشکلی به وجود نیاید و همچنین قطعه انتخاب شده نهایی، از نظر مشخصات خیلی برتر از مقادیر طراحی شده نباشد. برای اینکه بتوان مطمئن بود برای اتصال پیچی طراحی شده مشکلی به وجود نخواهد آمد، باید ابتدا این مشکلات و مسایل را شناخت.
کاربرد و مشخصات پیچ و مهره ها
پیچ و مهره یکی از پرکاربرد ترین و کارآمد ترین اتصالاتی می باشد که در بیشتر ماشین آلات و تجهیزات مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از پیچ و مهره یکی از عمده ترین روش های جهت اتصال میکانیکی می باشد.